1. Δομή Οπτικών Ινών
Εναοπτική ίναΤο (OF) είναι μια διαφανής διηλεκτρική ίνα που χρησιμοποιείται για την καθοδήγηση του φωτός. Μια πρακτική οπτική ίνα αποτελείται από πολλαπλά στρώματα διαφανών μέσων, τα οποία γενικά χωρίζονται σε τρία στρώματα:
Πυρήνας: Βρίσκεται στο κέντρο της ίνας (διάμετρος 5~80μm), που αποτελείται από υψηλής-καθαρότητας πυρίτιο, εμποτισμένο με μικρή ποσότητα προσμείξεων (π.χ. διοξείδιο του γερμανίου, πεντοξείδιο του φωσφόρου) για την αύξηση του δείκτη διάθλασής του (n1). Για τις ίνες επικοινωνίας, η διάμετρος του πυρήνα είναι 5~10μm (ίνα μονής-λειτουργίας) ή 50~80μm (ίνα πολλαπλής λειτουργίας).
Επένδυση: Περιβάλλει τον πυρήνα (διάμετρος ~125μm), που αποτελείται από πυρίτιο υψηλής{{1}καθαρότητας με μικρή ποσότητα πρόσμιξης (π.χ. τριοξείδιο του βορίου), που προορίζεται να μειώσει τον δείκτη διάθλασής του (n2), ελαφρώς χαμηλότερο από τον πυρήνα). Η επένδυση μπορεί να είναι μονής-επίστρωσης ή πολλαπλών-στρώσεων.
Επένδυση: Το πιο εξωτερικό στρώμα (από ακρυλικό, καουτσούκ σιλικόνης ή νάιλον), που εξυπηρετεί προστατευτική λειτουργία. Περιλαμβάνει μια κύρια επίστρωση και μια δευτερεύουσα επίστρωση (τζάκετ). Μετά την επίστρωση, η εξωτερική διάμετρος της ίνας είναι περίπου 1,5 cm.
2. Ταξινόμηση οπτικών ινών
Υπάρχουν 4 κύριες μέθοδοι ταξινόμησης για τις οπτικές ίνες. μπορούν επίσης να ταξινομηθούν ανά σύνθεση (π.χ. ίνες πυριτίου, ίνες που περιέχουν φθόριο-, πλαστικές ίνες, κ.λπ.).
(1) Ταξινόμηση κατά προφίλ δείκτη διάθλασης της διατομής ινών-
Χωρισμένο σεStep Index Fiber (SIF)καιΔιαβαθμισμένη ίνα ευρετηρίου (GIF).
Βήμα Δείκτης Fiber: Οι δείκτες διάθλασης του πυρήνα και της επένδυσης είναι ομοιόμορφοι (συμβολίζονται \\(n_1\\) και \\(n_2\\) αντίστοιχα), με μια αλλαγή σταδίου στη διεπαφή μεταξύ του πυρήνα και της επένδυσης. Το προφίλ δείκτη διάθλασης εκφράζεται ως:
Αυτή ήταν μια πρώιμη δομή ινών, η οποία σταδιακά αντικαταστάθηκε από διαβαθμισμένες ίνες δείκτη σε ίνες πολλαπλών-τρόπων λειτουργίας, αλλά έχει ξανακερδίσει την προσοχή ως κύρια δομή σε ίνες μονής-λειτουργίας.
Διαβαθμισμένη ίνα δείκτη: Ο δείκτης διάθλασης στον άξονα του πυρήνα (n1) είναι ο μεγαλύτερος, μειώνεται σταδιακά κατά μήκος της ακτινικής κατεύθυνσης (ακολουθώντας έναν παραβολικό νόμο) και πέφτει στον δείκτη διάθλασης επένδυσης (n2) στη διεπαφή επένδυσης του πυρήνα-. ο δείκτης διάθλασης της επένδυσης είναι ομοιόμορφος (n2)
Το προφίλ του δείκτη διάθλασης εκφράζεται ως:
Όπου: g είναι ο εκθέτης προφίλ δείκτη διάθλασης. (a1) είναι η ακτίνα του πυρήνα. (Δέλτα) είναι η σχετική διαφορά δείκτη διάθλασης
Χαρακτηριστικό: Μειώνει τη διασπορά τρόπων σε ίνες πολλαπλών-λειτουργιών και αυξάνει την ικανότητα μετάδοσης.
(2) Ταξινόμηση κατά αριθμό τρόπων διάδοσης
Χωρισμένο σεMulti{0}}Fiber πολλαπλών λειτουργιών (MMF)καιFiber μονής λειτουργίας (SMF).
Multi-Fiber πολλαπλών λειτουργιών: Για ένα δεδομένο μήκος κύματος λειτουργίας, υπάρχουν πολλαπλοί τρόποι μετάδοσης στην ίνα. Το προφίλ δείκτη διάθλασης της διατομής-μπορεί να είναι ομοιόμορφο (βήμα-πολλαπλός-λειτουργικός δείκτης) ή μη{4}}ενιαίος (βαθμολογημένος-πολυδείκτης-λειτουργία). Χαρακτηριστικά: Κακά χαρακτηριστικά μετάδοσης, στενό εύρος ζώνης, μικρή χωρητικότητα μετάδοσης.
Single Mode Fiber: Για ένα δεδομένο μήκος κύματος λειτουργίας, υπάρχει μόνο ένας τρόπος μετάδοσης (ο θεμελιώδης τρόπος) στην ίνα, χωρίς διαφορά διατροπικής καθυστέρησης. Χαρακτηριστικά: Εύρος ζώνης πολύ μεγαλύτερο από αυτό των ινών πολλαπλών-τρόπων λειτουργίας, κατάλληλο για μετάδοση υψηλής-ταχύτητας.
(3) Ταξινόμηση ανά μήκος κύματος λειτουργίας
Χωρισμένο σεΜικρές-Ίνες μήκους κύματοςκαιΜακρύς-Ίνες μήκους κύματος.
Μικρές-Ίνες μήκους κύματος: Μήκος κύματος 0,6~0,9μm (τυπική τιμή 0,85μm), ένα πρώιμο προϊόν, που χρησιμοποιείται σπάνια τώρα.
Μακρύς-Ίνες μήκους κύματος: Μήκος κύματος 1,0~2,0μm (τυπικές τιμές 1,31μm, 1,55μm). Σε αυτή τη ζώνη, οι ίνες πυριτίου έχουν χαμηλή εξασθένηση και μικρή διασπορά υλικού. Χαρακτηριστικά: Χαμηλή εξασθένηση, μεγάλο εύρος ζώνης, κατάλληλο για επικοινωνίες μεγάλων-μεγάλων αποστάσεων,-μεγάλης χωρητικότητας.
(4) Ταξινόμηση ανά τύπο σακακιού
Χωρισμένο σεΣφιχτές-Ινές ρυθμιστικού διαλύματοςκαιΧαλαρές-Ίνες σωλήνα.
Σφιχτές-Ινές ρυθμιστικού διαλύματος: Η δευτερεύουσα και η τριτογενής επικάλυψη είναι στενά συνδεδεμένες με την κύρια επίστρωση, τον πυρήνα και την επένδυση. Μειονέκτημα: Τα χαρακτηριστικά θερμοκρασίας υποβαθμίζονται μετά την επένδυση (το υλικό επένδυσης έχει υψηλό συντελεστή διαστολής· η χαμηλή-συρρίκνωση θερμοκρασίας προκαλεί μικροκάμψη της ίνας, αυξάνοντας την ένταση).
Χαλαρές-Ίνες σωλήνα: Η προ{0}}επικαλυμμένη ίνα τοποθετείται χαλαρά σε πλαστικό σωλήνα, χωρίς δευτερεύουσα ή τριτογενή επίστρωση. Πλεονεκτήματα: Απλή διαδικασία κατασκευής. καλύτερα απόσβεση-χαρακτηριστικά θερμοκρασίας και μηχανικές ιδιότητες από τις σφιχτές-ενσωματωμένες ίνες, που χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο.
